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基于博弈理论的访问控制奖惩激励约束机制

赵斌 肖创柏 张问银 古雪

赵斌, 肖创柏, 张问银, 古雪. 基于博弈理论的访问控制奖惩激励约束机制[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(4): 1002-1009. doi: 10.11999/JEIT180406
引用本文: 赵斌, 肖创柏, 张问银, 古雪. 基于博弈理论的访问控制奖惩激励约束机制[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(4): 1002-1009. doi: 10.11999/JEIT180406
Bin ZHAO, Chuangbai XIAO, Wenyin ZHANG, Xue GU. Incentive and Restraint Mechanism of Rewards and Punishment in Access Control Based on Game Theory[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(4): 1002-1009. doi: 10.11999/JEIT180406
Citation: Bin ZHAO, Chuangbai XIAO, Wenyin ZHANG, Xue GU. Incentive and Restraint Mechanism of Rewards and Punishment in Access Control Based on Game Theory[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(4): 1002-1009. doi: 10.11999/JEIT180406

基于博弈理论的访问控制奖惩激励约束机制

doi: 10.11999/JEIT180406
基金项目: 国家自然科学基金(61501008, 61771230),北京自然科学基金(4162007),山东省重点研发计划(2017CXGC0701),山东省自然科学基金(ZR2013FQ024),山东省高等学校科技计划项目(J17KA048)
详细信息
    作者简介:

    赵斌:男,1979年生,博士,教授,硕士生导师,主要研究方向为网络安全、云计算

    肖创柏:男,1962年生,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为数字信号处理、计算机网络技术

    张问银:男,1972年生,博士,教授,硕士生导师,主要研究方向为信息安全、区块链技术

    古雪:女,1996年生,硕士生,研究方向为信息安全

    通讯作者:

    赵斌 jnzhaobin@163.com

  • 中图分类号: TP301

Incentive and Restraint Mechanism of Rewards and Punishment in Access Control Based on Game Theory

Funds: The Nation Science Foundation of China (61501008, 61771230), The Natural Science Foundation of Beijing (4162007), The Shandong Provincial Key Research and Development Program (2017CXGC0701), The Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2013FQ024), The Project of Shandong Province Higher Educational Science and Technology Program (J17KA048)
  • 摘要:

    基于信任的访问控制问题是面向开放式网络访问控制中研究的热点。该文针对开放式网络环境下网络交互实体不诚信合作的交互访问行为,建立了基于信任的动态访问控制博弈模型,并通过设计的奖惩激励约束机制促使交互实体在自身利益驱动下理性选择系统(设计者)期望的策略,以利益作为驱动力,奖励诚信节点,惩罚约束激励不诚信节点,实现符合目标要求实体间的总体均衡状态。仿真实验和结果分析表明,在网络交互实体的不诚信访问问题上该激励约束机制是有效的。

  • 图  1  基于信任的访问控制博弈示意图

    图  2  $U$, $\beta $$k$之间取值关系

    图  3  奖惩激励约束机制算法流程

    图  4  奖惩激励约束机制($\alpha $)的信任演化示意图

    图  5  奖惩激励约束机制($\beta $)的信任演化示意图

    图  6  网络交互实体预期收益值

    图  7  交互的成功率随周期变化的规律

    图  8  交互的成功率与不诚信节点的关系

    图  9  奖惩激励约束机制下不同网络节点数的通信开销变化规律

    图  10  无奖惩激励约束机制下不同网络节点数的通信开销变化规律

    表  1  基于信任的访问控制博弈支付矩阵

    参与者客体O
    主体S行动授权拒绝
    可信诚信S.ta.u.inco, O.ta.u.inco0, O.tra.u.loss
    不诚信Sn.ta.u.inco, On.ta.u.loss
    不可信诚信S.nta.u.inco, O.nta.u.loss0, 0
    不诚信Sn.nta.u.inco, On.nta.u.loss
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    表  2  可信情况下主客体的支付矩阵

    参与者客体$O$
    主体$S$行动授权拒绝
    可信不诚信(20, 0)(1, 1)
    诚信(5, 5)(0, 10)
    下载: 导出CSV

    表  3  实体间博弈支付矩阵

    参与者Ej
    ${E_i}$行动授权拒绝
    可信(P)不诚信(5, 5)(0, –2)
    诚信(4, –4)(0, –2)
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-28
  • 修回日期:  2018-12-18
  • 网络出版日期:  2018-12-25
  • 刊出日期:  2019-04-01

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